磁场能力测试
(一)选择题
1.超导是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流 ，对磁体有排斥作用。这种排斥作用可使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术。
(1)超导体产生的强大电流，是由于( )
A.超导体中磁通量很大；
B.超导体中磁通量变化率很大；
C.超导体电阻极小
D.超导体电阻极大
(2)磁体悬浮的原理是( )
A.超导体电流的磁场方向与磁体相同；
B.超导体电流的磁场方向与磁体相反；
C.超导体使磁体处于失重状态；
D.超导体产生的磁力与磁体重力平衡
(考查磁通量，电流的磁场，及磁体间相互作用，并联系实际，考查学生知识运用能力)
2.某地地磁场磁感应强度大小为B＝1.6×10-4特，与水平方向夹角53°，其 在水平面内S＝1.5米2的面积内地磁场的磁通量为( )
A.1.44×10-4韦伯 B.1.92×10-4韦伯
C.1.92×10-5韦伯 D.1.44×10-5韦伯
(考查磁通量的计算，联系实际理解地磁场)
3.下列说法正确的是( )
A.除永久磁铁以外，一切磁场都是由运动电荷产生的；
B.一切磁现象都起源于运动电荷；
C.一切磁作用都是运动电荷通过磁场发生的；
D.有磁必有电，有电必有磁。
(考查磁现象的电本质)
4.关于磁感强度B，下列说法中正确的是( )
A.磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关；
B.磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致；
C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零；
D.在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大。
(考查磁感应强度)
5.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂 直，则穿过两环的磁通量
a和b大小关系为( )
A. a＞b
B. a＜b
C. a＝b
D.无法比较
(考查合磁通量的相关知识，考查条形磁铁磁感线分布)
6.在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金属环，下部是分开的铜片和锌片， 一开始金属环如图所示放置，松开浮子后，则( )
A.浮子一直保持静止不动
B.浮子将不停地转动
C.浮子将转过90°后再保持静止
D.浮子将转过180°后再保持静止
(考查环形电流的磁场的知识，同时考查化学电池的知识，考查学生综合运用知识的能力)
7.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导 线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面 对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( )
A.N减小，f＝0 B.N减小，f≠0
C.N增大，f＝0 D.N增大，f≠0
(考查直线电流周围磁场的分布，考查磁场对电流的作用)
8.如图所示，匀强磁场的磁感强度为B，方向垂直纸面向里，通电导线AC由位置(1) 绕固定轴A在纸面内转到位置(2)，在这两个位置上AC受安培力大小用F表示，安培力F的力矩 用M表示，则( )
A.F变大，M变大 B.F变小，M变小
C.F不变，M不变 D.F不变，M变小
(考查安培力及磁力矩的计算，考查影响安培力大小及磁力矩大小的因素)
9.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，且能自由移动，若 线圈内通以大小不等的同向电流，则它们运动的情况是( )
A.都绕圆柱转动 B.以不等的加速度相向运动
C.以相等的加速度相向运动 D.以相等的加速度相背运动
(考查电流之间的相互作用)
10.如图所示，接通电键K的瞬间，用丝线悬挂于一点，可自由转动的通电直导线AB 将( )
A.A端向上，B端向下，悬线张力不变
B.A端向下，B端向上，悬线张力不变
C.A端向纸外，B端向纸内，悬线张力变小
D.A端向纸内，B端向纸外，悬线张力变大
(考查磁场对直线电流的作用)
11.如图所示，矩形通电线圈全都置于匀强磁场(图中磁场未画出)中，磁场方向垂 直线圈平面，将线圈由静止释放，线圈将(不计线圈的质量)
A.只能发生平动
B.只能发生转动
C.既能发生平动又能发生转动
D.绝不会发生平动，也不会发生转动
(考查磁场对通电线圈的作用力矩)
12.如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪
射出的电子，它的方向由纸内垂直指向纸外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应( )
A.向左偏转 B.向上偏转
C.向下偏转 D.不偏转
(考查磁场对带电粒子的作用，考查运用知识解决实际问题的能力)
13.如图所示，让闭合线圈abcd从高h处下落后，进入匀强磁场中，在bc边开始 进入磁场，到ab边刚进入磁场的这一段时间内，表示线圈运动的v－t图像可能是图10中的中 哪几个?( )
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(考查导线切割磁感线产生感应电流知识，考查磁场对
电流的作用，综合考查电学 与力学相关知识)
14.如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等。有ma＝mb＜mc＝md，以不等的速度va＜vb＝vc＜vd进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定( )
A.射向P1的是a离子
B.射向P2的是b离子
C.射到A1的是c离子
D.射到A2的是d离子
(考查磁场对带电粒子的作用，质谱仪的应用)
15.一电子在匀强磁场中以一正电荷为圆心在一圆轨道上运行，磁场方向垂直于它的运 动平面，电场力恰好是磁场作用在电子上的磁场力的3倍。电子电量为e，质量为m，磁感强 度为B，那幺电子运动的角速度可能为
( )
A.4Be/m B.3Be/m C.2Be/m D.Be/m
(考查带电粒子在磁场中所受的洛仑兹力的知识)
(二)填空题：
16.如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂 直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感强度为B。已知液滴在此区域中作匀速圆 周运动，则圆周运动的半径R＝___________
(考查带电粒子在复合场中的运动)
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16题图 17题图
17.如图所示，质量为m，带电量为+q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线 和磁感线以速度v飞入，已知两板间距为d，磁感强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁 场区域(不计重力)。今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上。当粒子落到极板上时 动能为____________________。
(考查带电粒子在磁场中运动，电场力对粒子做功，动能定理知识的考查。)
18.如图所示为电磁流量计示意图。直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内，有 可以导电的液体流动，磁感强度为B的匀强磁场垂直液体流动的方向而穿过一段圆形管道。 若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中液体的流量Q＝___________m3/S
(考查电磁流量计有关知识，运用知识解决实际问题的能力)。
19.质子和α粒子在同一匀强磁场中作匀速圆周运动的半径相同，则质子和α粒子的 动量之比为___________，加速度之比为_________，周期之比为__________。
(考查洛仑兹力相关知识点)
20.1997年来，国外某大学做了一个实验：有一个圆筒形超导磁体，其中心部位有一 个直径为5cm的空洞，把水放入空洞中，然后让磁体产生21特的磁场，结果发现水在空中悬 浮了起来。请用已学过的化学知识，对产生该现象的原因进行解释：_______________________________________________________________。(选自“3+X”理科综合。考查磁体及磁化的有关知识，并考查相关化学知识，培养学生学科 间综合素质)21.如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架，三边长度分别为3L、4L 、5L，电阻丝L长度的电阻为r。框架与一电动势为ε，内阻为r的电源相连通，垂直于框架平面有磁感强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为_________，方向是_________。
(考查“有效长度”的安培力求解。)
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21题图 22题图
22.如图所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们的一端均可绕固 定转动轴O自由转动，另一端b互相接触，组成一个正方形线框，正方形线框每边长度均为l，匀强磁场的方向垂直桌面向下。当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互 作用力为f，则此时磁感强度的大小为_________(不计电流产生的磁场)(考查磁力矩与力矩平 衡有关知识，考查安培力的计算等。)
(三)计算题
23.某地地磁场的磁感应强度大小为B＝1.6×10-4特，与水平方向夹角53°。求在水 平面内S＝1.5米2的面积内地磁场的磁通量。
(考查磁通量公式的计算，联系实践体会地磁场)
24.如图所示为电流表的构造，图甲为蹄形磁铁与铁心间磁场的示意图，图乙中abc d表示的是电流计中的通电线圈。ab=cd=1cm，ad=bc=0.9cm，共有50匝，线圈两边所在位置 的磁感应强度为0.5特，已知线圈每转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10- 8N·M。
(1)当线圈中电流为0.6毫安时，指针将转过多少度?
(2)如果指针的最大偏转角为90°，则这只电流计量程是多少?
(3)当指针偏转角为40°角时，通入线圈的电流多大?
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(考查对电流表内部结构的认识，考查电流表的工作原理，考查电流表内电磁力矩的计算。 考查运用课本知识解决实际问题的能力)
甲 乙
25.如上图，从阴极K发射的热电子，通过加速电压后，垂直射入宽为L＝30厘米的匀 强 磁场中。已知加速电压为U＝1.25×104V，磁感应强度B＝5×10-4T，求：(1)电子 在磁场中的加速度大小?
(2)电子离开磁场时，偏离原方向的距离d及偏转角α各是多少?
(3)若想使偏转角α＝π，则加速电场U＝?
(考查电子在磁场中的受力，考查电场力对带电粒子做功，考查磁场中电子运动的轨道半径 等)
26.如图所示，静止在负极极板附近的带负电的微粒m1在MN间突然加上电场时开始运动，水平匀速地击中速度为零的中性微粒m2后粘合在一起恰好沿一段圆弧运动落在N极板上 ，若m1=9.995×10-7kg，带电量q=10-8c，电场强度E=103v/m，磁感强度B =0.5T，求m1击中m2时的高度，m1击中m2前瞬时速度，m2的质量及m1和m2粘合体做圆弧运动的半径。
(考查带电粒子在迭加场中的受力，考查迭加场中的重力及电场力对带电粒子做功，及电荷分配规律等)。
能力训练参考答案
1.(1)C
(2)BD 2.B 3.BC 4.C
5.A 6.A 7.C
8.C 9.C 10.D 11.D 12.C 13.ABD 14.A 15.AC 16.EB
17.
(mv2-qdvB)
18.πdU/4B
19.1∶2，4∶1，1∶2
20.由于水分子具有极性，高强度的外磁场引起水分子排列取向一致，导致整个水体具有极性。
21.
在框架平面内垂直于ac斜向上
22.
f/Il
23.＝By·S＝Bsin53°·S＝1.92×10-4wb
24. (1)M1＝NBI1S=1.35×10-6N·M θ1＝54°
(2)Imax=Mmax/NBS=1×10-3(A)=1.0(mA)
(3)I2=M2/NBS=0.44×10-3(A)=0.44(mA)
25.(1)Ue=mv2
∴v=
=6.6×107m/s
R=mv/eB=0.75m
a=F/m=BeU/m=5.8×1015m/s2 a=v2/R=5.8×1015m/s2
(2)d=R-
=0.75-
=0.063m=6.3cm
偏转角为α=arcsin
=arcsin
=23°35′
(3)偏转角α＝π所对应的轨迹如图中(本题例图)虚线组所示，即电子轨迹半径R′≤l，由半径的决定式R′=mv′/eB=
/eB≤l
U′≤
=1.98v
26.r=(m1+m2)v′/qB ① m,v=(m1+m2)v′ ②
∴r≈200m